Обнаружение пестицида глифосата в кормах и способы снижения его содержания для сельскохозяйственной птицы

Обложка


Цитировать

Полный текст

Аннотация

В исследовании рассматривается способ снижения содержания глифосата в желудочно-кишечном тракте птиц с использованием специально подобранных штаммов бактерий в качестве пробиотика. Широкое использование глифосата особенно в связи с выводом на рынок ГМО-устойчивых культур, приводит к его повсеместному накоплению в растительных кормах, а также в продуктах питания, употребляемых человеком. Общественность становится все более обеспокоенной безопасностью глифосата, особенно в контексте его хронического влияния на человека через продукты питания — и их тревогу подтверждают результаты токсикологической оценки. В работе проанализировано содержание глифосата в образцах кормов для сельскохозяйственной птицы и предложен способ снижения влияния глифосата на организм птицы с помощью применения промышленных пробиотиков. Исследованы особые штаммы пробиотиков, обладающие свойством биотрансформации.

Полный текст

СОКРАЩЕНИЯ:

ИФА – иммуноферментный анализ

ВВЕДЕНИЕ

Широкое использование глифосата, особенно в связи с выводом на рынок ГМО-устойчивых культур приводит к накоплению этого пестицида в растительных кормах, а также в продуктах питания людей. Токсикологическая оценка безопасности воздействия глифосата вызывает сомнения общественности, особенно в связи с хроническим уровнем потребления его людьми через продукты питания [1, 2]. Интенсивное промышленное использование средств защиты растений в сельском хозяйстве, безусловно, оказывает влияние на среду обитания и благополучие человека [3].

Несмотря на то, что официальные данные по токсикологической оценке глифосата говорят о безопасности применения регламентируемых дозировок, в последнее десятилетие идут многочисленные споры о влиянии его на здоровье человека. Особенно сильно изменилось общественное мнение на эту тему после выявления случаев заболеваний раком крови у людей, работающих с глифосатом в течение длительного времени в связи с их профессиональной деятельностью [4, 5]. Глифосат является самым используемым гербицидом в мире [6]. Область его использования чрезвычайно широка – от применения на частных приусадебных участках до промышленных сельскохозяйственных посевов зерновых, бобовых, масличных культур, овощей, в плодовых и ягодных садах. Об остаточных уровнях глифосата в кормах для сельскохозяйственной птицы и о его влиянии на организм птицы до недавнего времени не было данных. Современные исследования, посвященные влиянию глифосата на здоровье и продуктивность птицы, проводились лишь ограниченным числом авторов [7, 8], что делает это направление исследований перспективным.

МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ

Цель этого эксперимента – проанализировать содержание глифосата в кормах, а также способность некоторых штаммов бактерий к снижению содержания глифосата в инкубируемых смесях.

Образцы кормов и сырья для производства кормов растительного происхождения отбирали на различных птицеводческих предприятиях России. Среди исследованных образцов кормов были комбикорма, зерно пшеницы, ячменя, кукурузы, соя, шроты подсолнечный, соевый и рапсовый, горох, люпин и другие образцы.

Количественное содержание глифосата в различных образцах определяли методом ИФА с соответствующей подготовкой проб, рекомендованной изготовителем тест-систем Glyphosate ELISA, Microtiter Plate, Abraxis.

Культивирование различных штаммов бактерий проводили в простых питательных средах с включением глифосата. При этом исследовали способность бактерий разрушать глифосат, как один из источников питания.

РЕЗУЛЬТАТЫ

Были проанализированы следующие категории кормов: комбикорма 47,4% образцов; шроты и жмыхи растительного происхождения 30,3%; зерно пшеницы, ячмень, кукуруза 19,2%; сою и зернобобовые культуры 3,0%.

Из 99 исследованных образцов в 70 образцах обнаружен глифосат. Глифосат обнаруживали в диапазоне концентраций от <0,000075 мг/кг до 0,687 мг/кг. В 29 образцах обнаружили минимальные количества глифосата – ниже допустимого предела определения тест-системой <0,000075 мг/кг. Среднее содержание глифосата от <0,000075 мг/кг до 0,300 мг/кг обнаружено в 59% образцов, и, наконец, максимальное количество глифосата от 0,300 до 0,687 мг/кг обнаружено в 12% образцов.

Проведено культивирование пробиотических бактерий Enterococcus faecium 1-35 и Bacillus sp. в специально подобранных питательных средах простого состава с включением глифосата в качестве дополнительного источника фосфора и углерода. При этом было определено начальное содержание глифосата в пробах инкубируемых смесей и содержание глифосата в этих же смесях на 2 сутки инкубирования. Результаты представлены на рис. 1.

 

Рис. 1. Изменение концентрации глифосата через 2 суток инкубирования с бактерией Enterococcus faecium 1-35, Bacillus subtilis 1-85 и Bacillus megaterium-4801 соответственно

 

В результате инкубирования бактерий Enterococcus faecium 1-35, Bacillus subtilis 1-85 и Bacillus megaterium-4801 в питательных средах, содержащих глифосат, обнаружили, что происходит снижение концентрации глифосата на 48%, 45% и на 69% соответственно в течение 48 часов.

ВЫВОДЫ

Актуальность рассматриваемой темы безусловна. Глифосат представляет собой один из наиболее широко используемых пестицидов в мировой практике. На протяжении истории его применения нормы внесения данного пестицида в полевые культуры возрастают. Проведение мониторинга остаточных концентраций глифосата в кормах для сельскохозяйственных птиц показывает его присутствие в различных количественных соотношениях. Одним из методов биодеградации глифосата является применение микробиологического подхода с применением специфических видов бактерий – биодеструкторов.

Несколько групп исследователей изучали возможность биодеструкции данного соединения некоторыми группами микроорганизмов, в основном, почвенными или условно-патогенными бактериями. В нашем собственном исследовательском проекте мы подтвердили наличие способности некоторых видов бактерий действительно разлагать глифосат. Особой важностью является то, что эти виды бактерий являются безопасными и классифицируются как пробиотические, успешно применяемые в качестве кормовых добавок для животных, а также могут быть использованы в роли пробиотических продуктов для человека.

×

Об авторах

Вероника Христофоровна Меликиди

Волгоградский государственный аграрный университет»; Научно-производственная компания «БИОТРОФ»

Автор, ответственный за переписку.
Email: veronika@biotrof.ru
SPIN-код: 9799-8818

аспирант, ведущий биотехнолог, биотехнолог-разработчик научно-производственной компании

Россия, Волгоград; Санкт-Петербург, Пушкин

Дарья Георгиевна Тюрина

Научно-производственная компания «БИОТРОФ»

Email: biotrof@biotrof.ru
SPIN-код: 9917-5118

кандидат эконом. наук, заместитель директора научно-производственной компании

 

Россия, Санкт-Петербург, Пушкин

Георгий Юрьевич Лаптев

Научно-производственная компания «БИОТРОФ»; Санкт-Петербургский государственный аграрный университет

Email: laptev@biotrof.ru
SPIN-код: 3600-5295

доктор биологических наук, заведующий кафедрой «Биотехнология кормов», директор научно-производственной компании «БИОТРОФ»

 

Россия, Санкт-Петербург, Пушкин; Санкт-Петербург, Пушкин

Список литературы

  1. Gillezeau C. The evidence of human exposure to glyphosate: a review / Ch. Gillezeau, M. van Gerwen, R. M. Shaffer et al // Environmental Health. – 2019. – 18(2). – p. 1–14. – doi: 10.1186/s12940-018-0435-5.
  2. Soares D. Glyphosate Use, Toxicity and Occurrence in Food / D. Soares, L. Silva; S. Duarte et al // Foods – 2021. – 10(11):2785. – P. 1–22. – doi: 10.3390/foods10112785.
  3. Медведев О. С. Возрастающее использование глифосата при производстве глифосат-устойчивых сортов сои увеличивает риск негативного влияния на здоровье человека / О. С. Медведев // АгроФорум. – 2021. – № 6. – С. 34–35.
  4. International Agency for Research on Cancer Volume 112: Some organophosphate insecticides and herbicides: tetrachlorvinphos, parathion, malathion, diazinon and glyphosate. IARC Working Group. Lyon; 3–10 March 2015. IARC Monogr Eval Carcinog Risk Chem Hum (in press).
  5. Guyton Kathryn Z., Loomis Dana, Grosse Yann, et al. Carcinogenicity of tetrachlorvinphos, parathion, malathion, diazinon, and glyphosate //The Lancet: journal. – Elsevier, 2015. – Vol. 16, no. 5. – P. 490–491. – ISSN: 14702045. – doi: 10.1016/S1470-2045(15)70134-8.
  6. Benbrook C. M. Trends in glyphosate herbicide use in the United States and globally. Environ Sci Eur, 28, 3(2016). doi: 10.1186/s12302-016-0070-0
  7. Сорокин А. Глифосат в сырье растительного происхождения и кормах / А. Сорокин, Д. Некрасов, И. Батов, А. Петров, Л. Киш // Комбикорма. – 2022. – № 3. – С. 58–60. – doi: 10.25741/2413-287X-2022-03-4-171
  8. Ruuskanen S, Rainio MJ, Gómez-Gallego C, Selenius O, Salminen S, Collado MC, Saikkonen K, Saloniemi I, Helander M. Glyphosate-based herbicides influence antioxidants, reproductive hormones and gut microbiome but not reproduction: A long-term experiment in an avian model. Environ Pollut. 2020 Nov;266(Pt 1):115108. doi: 10.1016/j.envpol.2020.115108. Epub 2020 Jul 5. PMID: 32768925.

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML
Скачать
2. Рис. 1. Изменение концентрации глифосата через 2 суток инкубирования с бактерией Enterococcus faecium 1-35, Bacillus subtilis 1-85 и Bacillus megaterium-4801 соответственно

Скачать (73KB)
Метаданные

© Меликиди В.Х., Тюрина Д.Г., Лаптев Г.Ю., 2023

Creative Commons License
Эта статья доступна по лицензии Creative Commons Attribution-NonCommercial-NoDerivatives 4.0 International License.
СМИ зарегистрировано Федеральной службой по надзору в сфере связи, информационных технологий и массовых коммуникаций (Роскомнадзор).
Регистрационный номер и дата принятия решения о регистрации СМИ: серия ПИ № ФС 77 - 76969 от 11.10.2019.